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Research on microbial enzymes that create non-protein amino acids and their applications

Research Project

Project/Area Number 19K05776
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionFukui Prefectural University

Principal Investigator

Maruyama Chitose  福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (20452120)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords非タンパク性アミノ酸 / 二次代謝産物 / 生合成 / 二次代謝
Outline of Research at the Start

非タンパク性アミノ酸(NPAA)は、生体内においてアミノ酸代謝中間体や神経伝達物質として機能するだけでなく、生物組織や天然有機化合物の構成成分として機能しており、産業上重要な化合物の一群である。本研究では、NPAAの生産を得意とする微生物の特殊能力に着目し、その生合成経路と生合成酵素のメカニズムを理解するとともに、「NPAAの微生物生産」および「アミノ酸とNPAAを検出する疾病診断用酵素の開発」につながる成功例を開拓したい。

Outline of Final Research Achievements

Nonproteinogenic amino acids (NPAA) have a crucial role as intermediates of amino acid metabolism, neurotransmitters in vivo, and components of natural products. We aim to discover the novel NPAAs and the valuable enzymes involved in the NPAA biosynthesis via the study of peptide natural product biosynthesis. The most significant feature of NPAA is its unique bioactivity due to its chemical structure and physical properties. Moreover, the biosynthetic enzymes involved in the NPAA formation are worthy of academic interest and industrial use. Therefore, in peptide-drug discovery, the demand for NPAAs and NPAA biosynthetic enzymes is expected to expand in the future further. Thus, we focused on the structural diversity of peptide natural products produced by microorganisms as a new exploratory resource for NPAAs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の創薬研究では、これまでに解明された生体メカニズムを基に標的分子(タンパク質)に対して作用する医薬品を、合理的に設計する「分子標的治療薬の創成」が試みられている。特にペプチドや抗体などの中分子ペプチド創薬への期待が高まっている。申請者らが提案するNPAAのペプチド・抗体創薬分野への利用は、中分子ペプチドの構造多様性創出に寄与することができ、さらにはプロテアーゼによる分解を阻害するなどの知見からも、新規中分子ペプチド創薬の開発を加速することが期待される。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Mechanism of S-Adenosyl-L-methionine C-Methylation by Cobalamin-dependent Radical S-Adenosyl-L-methionine Methylase in 1-Amino-2-methylcyclopropanecarboxylic Acid Biosynthesis2022

    • Author(s)
      Kudo Fumitaka、Minato Atsushi、Sato Shusuke、Nagano Nayuta、Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu、Hashimoto Junko、Kozone Ikuko、Shin-ya Kazuo、Eguchi Tadashi
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 24 Issue: 49 Pages: 8975-8979

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c03555

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    • Author(s)
      丸山千登勢、濱野吉十
    • Journal Title

      酵素工学ニュース

      Volume: 84 Pages: 22-26

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    • Author(s)
      Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu
    • Journal Title

      Current Opinion in Chemical Biology

      Volume: 59 Pages: 164-171

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2020.08.002

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    • Author(s)
      Maruyama Chitose、Chinone Yukiko、Sato Shusuke、Kudo Fumitaka、Ohsawa Kosuke、Kubota Junya、Hashimoto Junko、Kozone Ikuko、Doi Takayuki、Shin-ya Kazuo、Eguchi Tadashi、Hamano Yoshimitsu
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 10 Issue: 5 Pages: 775-775

    • DOI

      10.3390/biom10050775

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      岸千紘, 丸山千登勢, 山中一也, 五十嵐雅之, 濱野吉十
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      岸千紘, 丸山千登勢, 山中一也, 五十嵐雅之, 濱野吉十
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  • [Presentation] 抗生物質resormycinの生合成遺伝子群の同定および機能解析2019

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      兼田康平,武内大和,加藤康夫,丸山千登勢,濱野吉十
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      武内大和,牛丸和乗,加藤康夫,丸山千登勢,濱野吉十
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      日本生物工学会2019年度大会
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    • Author(s)
      Chitose Maruyama
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  • [Presentation] 2.Identification and characterization of bacterial 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase2019

    • Author(s)
      Yukiko Chinone, Yoshimitsu Hamano, Junko Hashimoto, Ikuko Kozone, Kazuo Shin-ya, Chitose Maruyama
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      The 4th A3 Foresight Symposium on Chemical & Synthetic Biology of Natural Products 2019 meeting
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  • [Presentation] 7.Identification and characterization of bacterial 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase2019

    • Author(s)
      Yukiko Chinone, Chitose Maruyama, Yoshimitsu Hamano
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      The 14th Asian Congress on Biotechnology
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  • [Presentation] streptothricin類縁抗生物質の生合成酵素群に見出した新規アミド合成酵素2019

    • Author(s)
      丸山千登勢,濱野吉十
    • Organizer
      第19回日本タンパク質科学会年会ワークショップ「天然物生合成の構造生物学と合成生物学の協奏」
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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